DLL4介導髓源性抑制細胞代謝重編程促進Titin失活三陰性乳腺癌新輔助治療耐藥機制研究

《Molecular Biomedicine》：Delta-like ligand 4 mediated myeloid-derived suppressor cell metabolic reprogramming promotes neoadjuvant therapy resistance in titin-inactivated triple-negative breast cancer

【字體： 大 中 小 】 時間：2025年12月03日 來源：Molecular Biomedicine 10.1

　　

三陰性乳腺癌（TNBC）作為乳腺癌中最具侵襲性的亞型，因其缺乏雌激素受體、孕激素受體和HER2表達靶點，對內分泌治療和靶向治療不敏感，長期以來主要依賴化療手段。然而，臨床實踐中發現TNBC患者對新輔助化療方案如Nab-PTX（白蛋白結合型紫杉醇）普遍存在耐藥現象，導致病理完全緩解率低、復發轉移風險高。近年來，免疫檢查點抑制劑雖然為部分TNBC患者帶來希望，但總體響應率仍不理想，這表明TNBC的免疫抑制微環境存在復雜調控機制亟待解析。

在這一背景下，TTN（Titin）基因的異常表達引起了研究者關注。TTN作為人類基因組中最大的蛋白質編碼基因，其突變在TNBC中頻繁發生，且與不良預后相關。然而，TTN失活（包括表達缺陷和突變）如何影響腫瘤微環境重塑及治療耐藥的具體機制尚不明確。楊艷芳等研究人員在《Molecular Biomedicine》上發表的最新研究，正是針對這一科學問題展開的系統性探索。

本研究主要采用多中心臨床樣本隊列與多組學技術相結合的研究策略。技術體系包括：① 全外顯子測序和RNA測序分析20例TNBC患者基因突變譜和表達特征；② 單細胞轉錄組測序解析TTN突變與野生型腫瘤的免疫細胞組成差異；③ CRISPR-Cas9基因編輯技術構建TTN突變/敲除的TNBC細胞系模型；④ 患者來源類器官（PDO）與外周血單個核細胞（PBMCs）共培養系統模擬腫瘤-免疫相互作用；⑤ 空間轉錄組和多重熒光免疫組化技術定位關鍵分子在腫瘤組織中的空間分布；⑥ 染色質免疫共沉淀（ChIP）和熒光素酶報告基因實驗驗證轉錄調控機制。

Multicenter exon nucleotide sequencing was conducted to obtain the target gene TTN

研究人員首先通過對20例TNBC患者的全外顯子測序發現TTN是高頻突變基因，且TTN突變型腫瘤富集于糖酵解-糖異生通路。類器官-PBMCs共培養實驗顯示TTN突變型類器官對Nab-PTX更具耐藥性，但這種耐藥性依賴于微環境重塑。整合TCGA和CPTAC數據庫的100例TNBC數據進一步證實TTN突變與協同耐藥相關，并定義了"TTN失活"狀態（TTN表達量FPKM<0.07或錯義突變）。

Glycolytic myeloid-derived suppressor cells were enriched in TTN-inactivated triple-negative breast cancer to promote tumor progression

單細胞轉錄組測序揭示TTN突變型腫瘤中髓源性抑制細胞（MDSCs）顯著富集，且功能性和記憶性CD8⁺ T細胞比例下降。多重熒光染色證實MDSCs在TTN突變腫瘤中與腫瘤細胞空間相鄰。代謝分析顯示TTN突變型MDSCs呈現更強的糖酵解表型，線粒體活性抑制，且ARG1⁺和iNOS⁺ 免疫抑制亞群比例升高。

DLL4 was essential for TTN inactivation, which enhanced tumorigenesis

通過CRISPR-Cas9構建TTN突變型MDA-MB-231細胞系，RNA測序發現DLL4（Delta-like ligand 4）是TTN失活腫瘤中最顯著上調的細胞因子。實驗驗證DLL4在TTN突變型細胞系和患者來源異種移植（PDX）模型中高表達。單細胞測序顯示DLL4⁺腫瘤上皮細胞具有高干性特征，多重染色證實DLL4與EpCAM在TTN低表達腫瘤細胞中共定位。動物實驗表明DLL4敲除顯著減少MDSCs浸潤和腫瘤負荷。

TTN inactivation regulated DLL4 expression via the transcription factor NANOS1

pySCENIC轉錄因子分析發現NANOS1在TTN缺陷癌細胞中顯著富集。實驗證實NANOS1與DLL4啟動子區域（-858至-838 bp）直接結合，熒光素酶報告基因顯示NANOS1過表達增強DLL4轉錄活性。TTN缺失通過NANOS1上調DLL4表達，而NANOS1敲除則逆轉此效應。臨床樣本顯示NANOS1高表達與不良預后相關。

DLL4induced MCT4-mediated glycolytic reprogramming and pro-tumorigenic MDSCs in TNBC with TTN inactivation

機制研究發現，TTN失活癌細胞通過分泌DLL4激活MDSCs中NOTCH2信號通路，進而上調單羧酸轉運蛋白4（MCT4）表達，促進糖酵解代謝。流式細胞術顯示TTN突變患者來源MDSCs高表達MCT4。NOTCH2特異性抑制劑OMP-59R5（tarextumab）或MCT4抑制劑VB-124處理可逆轉DLL4誘導的MDSCs糖酵解重編程和促腫瘤表型。

DLL4-NOTCH2-MCT4 axis induced MDSCs glycolysis to promote tumorigenesis

KEGG富集分析證實NOTCH信號通路與DLL4過表達顯著相關。單細胞測序檢測到上皮細胞與MDSCs間DLL4-NOTCH2配體-受體信號對。ChIP實驗證明NOTCH信號轉錄調節因子RBPJ直接促進MCT4轉錄。氧消耗率（OCR）檢測顯示tarextumab和VB-124通過阻斷DLL4誘導的MDSCs耗氧量逆轉糖酵解活性。

TTN inactivation-derived DLL4 remodeled the anti-tumor immune microenvironment through MCT4+ MDSC-CD8+T

研究發現TTN突變腫瘤中CD8⁺ T細胞衰竭標志物（PDCD1、CTLA4、LAG3、HAVCR2）表達升高，細胞毒性T細胞浸潤減少。MDSCs-T細胞共培養實驗表明TTN失活來源MDSCs顯著抑制T細胞增殖和IFN-γ產生，而DLL4缺失可逆轉此抑制效應。MCT4基因敲除MDSCs增強T細胞抗腫瘤功能。

Glycolytic MDSCs promoted TNBC resistant to Nab-PTX+pembrolizumab

Nab-PTX+pembrolizumab處理后，TTN敲除癌細胞與MDSCs共培養顯示凋亡減少、CD24⁺CD44⁺干細胞亞群增加。ATAC測序發現TTN突變_MDSCs組顯著上調干性相關轉錄因子（SOX9、SOX2）啟動子區域染色質開放狀態。H3K18la組蛋白乳酸化修飾分析證實MDSCs通過p300介導的H3K18la修飾促進腫瘤干細胞特性，導致治療耐藥。

Blocking the DLL4-MCT4 axis may sensitize chemotherapy and immunotherapy in TTN-inactivated TNBC

動物實驗證實，4T1-TTN敲除腫瘤對Nab-PTX+pembrolizumab聯合治療產生耐藥。而DLL4中和抗體enoticumab或MCT4抑制劑VB-124與免疫化療聯用，可顯著抑制腫瘤生長、減少MDSCs浸潤。在MCT4fl/fl基因工程小鼠模型中，TTN失活腫瘤對治療敏感性恢復。臨床樣本分析顯示DLL4⁺腫瘤細胞比例與新輔助治療不良反應正相關，且DLL4高表達患者無復發生存和總生存期更短。

本研究系統闡明了TTN失活通過NANOS1-DLL4-NOTCH2-MCT4信號軸驅動MDSCs代謝重編程的新機制，揭示了TNBC免疫抑制微環境形成和治療耐藥的關鍵環節。值得注意的是，TTN作為人類最大蛋白質，其功能缺失可能通過基因組不穩定性間接影響腫瘤生物學行為，而本研究聚焦于其免疫調控功能，為理解TTN非經典功能提供了新視角。

討論部分指出，DLL4-NOTCH2軸通過血管生成和免疫調節雙重機制影響腫瘤進展。在TTN突變TNBC中，NOTCH2激活促進MDSCs極性轉化，通過MCT4上調增強糖酵解代謝，形成酸性免疫抑制微環境。雖然DLL4抑制劑在臨床試驗中顯示血管正常化作用，但其毒性支持靶向下游效應分子如MCT4的替代策略。

該研究的臨床